cmos和ccd哪个好（感光元件CCD与CMOS究竟哪个更好？）
cmos和ccd哪个好（感光元件CC资源网D与CMOS毕竟哪个更好？）
这是我以前为了平息我管理的摄影网站中，为了CCD和CMOS哪个更有优势无谓争吵，而翻译的二篇科技类短文。当时为了说服力，采取的日汉对比情势，因为翻译也是我的垂直范畴，发在头条应当不违规？
CCD与CMOS的构造比拟
CCDセンサーと比較したCMOSセンサーの利点
CMOSセンサーの性能はすでにCCDセンサーに追い付いており、CMOSセンサーに特有の強みを発揮しています。今日のCMOSセンサーは、並外れたフレームレートの高さ、優れた画質、感度の高さを実現できるようになっているのです。
CMOS传感器的性能已经赶上CCD感光器件，并且施展出CMOS 传感器特有优势。因为今天的CMOS 传感器，实现了极高水准的架构、卓著的画质、高感光度。
CMOS技術はCCD技術に比べて、さまざまな照度でのパフォーマンス、消費電力、スピード、価格の面においても突出しています。たとえば部品検査のスループットの大幅な向上や、カメラおよびシステムコストの大幅な克制などを、画質を犠牲にすることなくすべて実現できます。
CMOS技巧与CCD技巧相比拟之下，在各种感光上的性价比、电力消费、反响速度、价钱等层面都有突出的优胜性。例如使得元件的成品及格率大幅进步、就可极大下降照相机以及体系的成本等等，从而到达不以就义画质为代价的让步生产。
CMOSとCCDの比較――技術的詳細の精査
CMOS与CCD的比拟----技巧层面的详细摸索
CMOSセンサーは以前、変換効率が大きく劣ることで知られていましたが、今日ではすでに解消されています。オンボードマイクロレンズアレイを搭載するなどの改进により、今日のCMOSセンサーではCCDセンサーと同等以上の感度が実現されています。
众所周知，以前CMOS传感器的转换效力极为不良，但时至今日这个问题已经彻底解决了。由于内置微距镜头阵列等的改良，今天的CMOS传感器和CCD传感器具有了雷同程度的感光度。
構造上、CMOSセンサーでは非常に高いフレームレートを実現できます。感度の向上と、最新のグローバルシャッター技術を組み合わせることにより、非常に高速な撮影が可能になりました。この結果、1秒あたりの部品検査数の増加や明瞭な交通違反画像の撮影など、各用处におけるパフォーマンスが向上しています。また、CMOSセンサーは多くの場合フルウェルキャパシティー（飽和容量）が優れています。フルウェルキャパシティーは1画素あたりに収容できる最大電子数であり、フルウェルキャパシティーと感度の比によって、センサーが処理できるダイナミックレンジが決まります。つまり、CCDセンサーの優位性である高感度に対し、CMOSセンサーではフルウェルキャパシティーの高さがその差をカバーし、CCDセンサー以上のダイナミックレンジを実現します。Sony社製 IMX174センサーは、CCDセンサーを上回るダイナミックレンジを実現しているCMOSセンサーの好例です。
在结构上，CMOS传感器实现了非常高程度的架构排列。由于感光度进步，和最新的球状快门相联合，把极高速摄影变为可能。由此看到的结果是，生产线上每秒元件检讨数目的增长、高清楚违背交通的抓拍等图像装备生产，性价比都得到了长足的提高。还有，由于CMOS在很多情况下饱和容量出众。饱和容量是指一个像素可收留的最大电子数，因为饱和容量和感光度之比，决议着动态规模。实际上，CCD传感器的优势在于高感上，不过随着CMOS传感器饱和容量的进步，已经填补了和CCD的差距，实现了比CCD传感器更高的动态规模。SONY公司制作的IMX174传感器，就是动态规模远超CCD传感器的很好例证。
数年前までは、照度が低い環境ではCCDセンサーが適切な選択肢であり、照度が十分な環境ではCMOSセンサーに優位性があるとされていました。しかし最近のCMOSセンサーの画質は大きく向上しており、CMOSセンサーは照度が低い条件にも適するようになっています。
多年以前，在光照度很差的环境中，选用CCD传感器是聪慧的选择，但光照度很好时，CMOS的优胜性就能体现出来。但是，现在因为CMOS传感器的画质得到长足的提高，CMOS传感器也合适应用在光照条件差的环境中了。
照度が十分な状況におけるCMOSセンサーの優位性は今も健在です。CCDピクセルでは露出過度の場合、余分な電子が隣接するピクセルにあふれ出すことがあります。これによって、画像内の非常に明るい被写体が暗い被写体の方に広がって見える、「ブルーミング」と呼ばれる現象が発生します。非常に明るい状況での露出後にCCDセンサーの電荷が移送されるとき、CCDセンサーでは画像に光の筋が生成される場合があ资源网ります。この白飛び現象は「スミア」と呼ばれます。接近してくる自動車のヘッドライトを夜間に撮影すると、スミアが簡単に確認できるでしょう。いずれの現象もCMOSセンサーでは発生しません。
当光线条件良好时，CMOS传感器的优胜性至今坚持着本质。当CCD像素在曝光过度时，过剩的电子会涌现蓝光溢出到邻接的像素上。由此，可以看见图像中非常明亮的被摄物会向阴暗的被摄物扩大，产生被称为“蓝光溢出”的现象。当光线极为明亮时，曝光后的CCD传感器在转送电荷进程中，有时会在CCD传感器上发生光线条的现象。这种白色瓦解现象被称之为“涂抹”。在夜间拍摄相向而来汽车的前灯时，就可简略确认这种“涂抹”。上述的种种现象，不会产生在CMOS传感器上。
Sony社の「Pregius」、ON Semiconductor社の「PYTHON」、CMOSIS社の「CMV」搭載aceモデルのように、最新のCMOSセンサー搭載カメラには、グローバルシャッター機能も搭載されています。これにより、ローリングシャッターカメラにおいて発生することのあるアーティファクトがなくなります。
2015年3月、Sony社はCCDセンサーの全面的な生産中断を発表しました。これにより、CCDに基づく技術の追加開発は間もなく終了し、今後のセンサーはCMOSに基づくものに置き換えられます。CMOSセンサーはあらゆる面でCCD技術に完整に追い付きました。
CMOSセンサーは、高速な動作と高い解像度を備え、ノイズ性能も改进されています。
Sony公司在其「Pregius」、ON Semiconductor公司在其「PYTHON」、CMOSIS公司在其「CMV」都设备了ace型号、照相机也安装了最新的CMOS传感器、同时也都有球形快门功效。如此以来，快门相机容易产生的拖尾现象就被杜绝了。
2015年3月，SONY公司发表了全面中断CCD传感器生产得声明。据此，基于CCD技巧追加开发很快就要停止，今后把传感器生产的重点转移到CMOS传感器。CMOS传感器在全体层面上已经赶上CCD的技巧了。
CMOS传感器经过改进，具备了高速动作和高解像度、热噪性能也很精彩。
CCD or CMOS? −撮像素子の特長−
デジタルスチルカメラやムービーカムコーダーの普及によって、それらが「撮像素子（もしくはイメージ・センサ）」として使っている「CCD」は、すっかりポピュラーな言葉になっています。
最近では携帯電話の内蔵カメラでも、従来の主流だった「CMOS」に代えてCCDを採用するものが増えてきています。面白いのは、逆に高級一眼レフデジカメなどでCMOSを採用する例が目につき始めていることです。
今回は、代表的な撮像素子であるCCDとCMOSの構造、それぞれの特徴などについて簡単に解説してみましょう。
随同着数码照相机和摄像机的普及，它们所采取的“摄像元件（或叫做图像传感器）”的“CCD”也成了日常风行语。
最近手机自带的照相机等，用CCD代替一直以来已经成为主流的CMOS的有所增长。比拟有意思的是，相反面，高等单反数码照相机等采取CMOS的事例日趋明显。
这一节，就把具有代表性的摄像元件CCD和CMOS的结构，各自的特点等简略的给大家介绍一下。
■「像」を撮るしくみ
摄“像”的结构
私たち人間は、眼球に飛び込んでくる光を水晶体と虹彩を通じて網膜に「像」として映し出し、その刺激を視神経を通じて脳に伝達するというプロセスによって、視覚情報を得ています。ここで水晶体をレンズ、虹彩を絞り、そして網膜を銀塩フィルムに置き換えたものがアナログカメラの根本構造です。
デジタル映像機器における撮像素子は、眼球における網膜、アナログカメラにおけるフィルムの役割を置き換える半導体で、具体的には「光をセンシングし、信号に変換する素子」ということになります。
我们人类，通过眼中的水晶体和虹彩把飞入眼球的光在视网膜上结成“像”， 以此刺激视觉神经把信息传递到大脑中的流程，来获得视觉信息。这里，我们可以把水晶体看做镜头、虹彩当成快门、视网膜就自然相似于胶片，用这么一种近似于模仿照相机的根本结构来形容。
对于数码影像机器，摄像元件就等同于眼球的视网膜、只是把模仿照相机中的胶片作用置换成了半导体而已，具体的说就是“读取光，将其转换成信号的元件”。
■CCDの登場
CCD的发生
固体素子の形で撮像素子が登場したのは1960年代です。トランジスタやICなどに使われる半導体が、光電効果（光を受けることで電子が活発化する性質）を持つことがわかってきたのがきっかけとなって、「フォトトランジスタ」「フォトダイオード」などが考案されました。
以固体元件的情势作为摄像元件，创造于1960年。技巧人员发明构成晶体管、IC等的半导体，具有光电后果（受光后电子趋于活泼的特征），据此特征，研发出“光电晶体管”、“光电二极管”等等元件。
それらの開発競争の中で登場したのが、光を電荷に、そして信号に換えて転送する機能を持つCCD（Charge Coupled Devices 電荷結合素子）です。最初のCCDは1969年、アメリカのAT&Tベル研讨所で開発されました。さまざまな用处が想定される中、その特征から撮像素子への応用に向けて研讨・開発が重ねられ、1982年にビデオカメラ用撮像素子として製品化されます。
在竞争剧烈的开发进程中，技巧人员研发出了光发生电荷，而且具有转换成信号传送功效的CCD（Charge Coupled Devices 电荷联合元件）。最初的CCD是1969年，美国的AT&T贝尔研讨所开发胜利的。在假想的各种用处中，应用其特征制作成摄像元件予以运用的研讨开发，是1982年作为摄像机的成像元件予以商品化的。
CCDを構成する要素は「集光レンズ」「カラーフィルタ」「受光素子＝フォトダイオード」「転送回路」に大別できます。ちなみに、デジカメなどの性能指標として用いられる「画素数」は、このフォトダイオードの数を指しています。
CCD构成的要素大致上有：集光镜头、彩色滤镜、受光元件=光电二极管、转送电路等。顺便解释，“像素数”作为数码照相机等的性能指标，就是指上述的光电二极管的指数。
CCDに当たった光は、集光レンズによって特定の大きさに区切られながら、カラーフィルタを通じてフォトダイオードへ導かれます。フォトダイオードは光の強弱しか感知できず、階調表現や色調表現ができないため、カラーフィルタによって特定の範囲の波長だけを通し、その輝度情報を色データに変換しているのです。
照耀到CCD上的光线，在被集光镜头切割分成特定大小的同时，会被导引通过彩色滤镜进入光电二极管中。光电二极管并不能感知光的强弱，无法完成层次和色调表示，因此必需依附彩色滤镜只让特定规模的波长通过，把波长的辉度转换成色数据。
カラーフィルタとフォトダイオードの構成にはいくつかの種類があります。ポピュラーなのは1枚のフィルタで光の三原色であるRed、Green、Blueを処理する「単板式」などと呼ばれるものです。1回のシャッターで結像できることから、デジタルカメラの多くがこのタイプを採用しています。また、受光部分は1個ながら、R、G、Bそれぞれ1枚ずつのフィルタを備えているのが「3CCD」と呼ばれるタイプです。ほかには、スキャナなどで用いられる「ラインCCD」などがあります。
彩色滤镜和光电二极管的构成有多种种类。比拟风行的是被称为“单板式”的用1片滤镜把光处置成三原色Red、Green、Blue。快门只要释放一次就能成像，大多数数码照相机都采取的是这种类型。另外还有，受光部分虽然只有一个，但是滤镜却分为R、G、B各一片的，被称之为“3CCD”的类型。除此之外，还有扫描仪所采取的“线性CCD”的方法。
光电信号转换结构图
光を受けたフォトダイオードは、その強弱に応じて電荷を生じます。しかし、それぞれの電荷はあまりに小さいため、そのままでは画像処理を行なうことが困難です。つまり、画像処理回路までの間にアンプ（増幅装置）を配して信号を増幅してやるわけですが、その過程がバケツリレー式に転送されることがCCDの特徴のひとつです。
受光光电二极管，随着光的强弱发生电荷。但是，每个电荷由于过于微弱，就那么用来进行图像处置比拟艰苦。实际上，在图像处置电路中，装有放大器（增幅装置）对信号进行增幅处置，其进程是传递水桶救火式的转送方法，这是CCD的一个显著特点。
シャッターが閉っている状態では、それぞれのフォトダイオードは電荷が小さい状態を保っています。シャッターが開いて光が当たると、フォトダイオードは当たった光の強さに応じた電荷を発生し、蓄積していきます。次にシャッターが閉じると、電荷を蓄積している部分に隣接している部分の電荷を低くすることで、蓄積した電荷を移動させます。このような動作を繰り返すことで、CCDは電荷をアンプまで転送し、増幅して電気信号へと変換していくのです。
快门在闭合状况时，各个光电二极管的电荷坚持在弱小形态。快门打开光照进来，光电二极管随着光强发生电荷，开端蓄积。当快门再次闭合时，由于紧邻蓄积有电荷部分的电荷较低，被蓄积的电荷就会被移送到较低的部分。如此这般的动作重复进行，CCD就把电荷转送到放大器，转换成了经过增幅的电信号。
■CMOSの特長とこれから
CMOS的专长和未来趋势
さて、一方のCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor 相補性金属酸化膜半導体）も、フォトダイオードとアンプで電荷を電気信号に変換するという仕組み自体はCCDと同じです。「CMOS」自体は半導体の構成・構造を指す言葉で、メモリなどさまざまな分野でも用いられています。デジカメなどに用いられるものは、正式には「CMOSイメージセンサ」と呼ばれるデバイスです。
说到CMOS，一方面是CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor互补性金属酸化膜半导体）的构成，但就其本身的工作构造原理，也是通过光电二极管和放大器把电荷转换成电信号的工作流程。“CMOS”本身就是指半导体的构成、结构的用语，被普遍运用于内存等各种范畴。其实应当把数码照相机所用的元件，正式称为“CMOS图像传感器”才更适合。
CMOSイメージセンサは、フォトダイオード1個につきアンプ1個が対をなす構造となっています。これがCCDイメージセンサとの最大の相違点です。各素子からの電荷は、あらかじめアンプによって増幅された状態で画像処理部分へ転送されるので、転送の過程でノイズの影響を受けにくくなります。
CMOS图像传感器的结构是，每个光电二极管都带有各自对应的独立放大器。这是和CCD图像传感器最大的不同之处。从各个元件出来的电荷，在转送入图像处置部分时，事先已处于经过放大器被增幅的资源网状况，因此，在转送进程中就不会受噪声的影响。
CMOSイメージセンサの最大の特徴は、「システム・オン・チップ」化が可能な点にあります。簡単に言うと、パソコン用のチップセットなどと同じような製造プロセスで作れるため、フォトダイオードだけではなく、信号を増幅するアンプや転送用の回路など、撮像のために用いるさまざまな仕組みを、1個の半導体の中に作り込んでしまえるのです。
CMOS图像传感器最大的特点，就在于有可能实现高度集成化。简而言之，因为能够采取和电脑用芯片组合一样的制作流程来生产，不仅仅是光电二极管、也可以把信号增幅用的放大器、传送用电路等，用于摄像用的各种各样的构造，全体集成到一个半导体中。
ワンチップ化できるということは、ある水平の量産規模になれば製造コストが大幅に低減できますから、コスト面では有利となります。処理系がワンチップに収まるため消費電力の面でも有利ですし、製造プロセスの微細化が進むにつれて読み出し／転送速度も高速化しやすくなりますから、短時間で大批のデータを処理しなければならない高解像度撮影においては、以前からCCDより有利ではないか？ とも言われていました。
所谓可以单芯片化，就能在某种水平上实现量产范围从而大幅下降制作成本，从成本层面看非常有利。处置体系因实现了单芯片功效集成，从消费电力方面看也是很有利，随着制作程序的细微化，读出/转送速度也容易实现高速化，高解像度摄影的前提就是必需能够短时光内处置海量的数据，这比以前的CCD有利吧？这是被很多人提到的特色。
CCD由于图示原理易发生热噪，CMOS则不会，这是CMOS代替CCD的要因之一
数年前まで、CMOSを用いたデジタルイメージングデバイスに「安かろう悪かろう」的な印象が抱かれがちだったのは、デバイスメーカーが開発の主軸をCCDに置いていたことと、それによってCMOSイメージセンサに等待される役回りが限定されてしまっていたことがおもな理由です。
直到数年前，大家对采取CMOS的数码图像配件抱有的印象是：“廉价没好货”的成见，CCD作为配件，工厂开发时的首选CCD也是因此观念的影响，因此也成了CMOS传感器被限定角色受冷落的重要理由。
しかし、半導体としてのCMOS自体はさまざまな分野で用いられていることで、その進化の速度は非常に速いものがあります。つまり、他の用处のCMOSに用いられた新規技術がどんどんとCMOSイメージセンサにも応用されてきたのです。
不过，由于作为半导体的CMOS被普遍应用于各个范畴的现实，其进化速度是非常神速惊人的。事实上，CMOS图像传感器不断在吸取和运用了，在其他用处上CMOS所采取的新研发的先进技巧。
また、システムオンチップであることから、さまざまな新機軸の取り込みにも柔軟に対応できます。たとえばシャープの「距離画像CMOSセンサ」は、イメージセンサ自体に被写体までの距離を測定する機能を統合したもので、画像認識による各種のシステムへの応用が見込まれています。
还有，因为集成化的发展，CMOS能够友爱的把各种新机能集成化为一体。例如，夏普的“距离图像CMOS传感器”，图像传感器自身就统合了距离测定功效，可以预感将会被应用于依附图像辨认的各种体系中。
CMOSイメージセンサが高性能化してきた背景には、このような事情があったのです。そう遠くないうちに、「キレイな画像を撮りたいならCMOSに限る！」という風潮が常識化するのでしょうか？ それともCCDが巻き返すのでしょうか？ などという点に注视しながら、新製品をウォッチするのもオツなものかもしれません。
由于有CMOS图像传感器高性能化作背景，才有了上述的事例变成现实。在不远将来，“要想拍出英俊的照片只有靠CMOS了！”，这种说法也许会成为常识化的风潮？还是重返CCD？我们在关注这些观点时，保持用新制品也许是一件风雅之事。
上一篇：三家山水（范宽三家山水欣赏）